teză de doctorat - Doctorate ULBS - "Lucian Blaga" din Sibiu

Structura tezei
STRUCTURA TEZEI
Având obiectivul de a studia sistemele de navigaţie ale vehiculelor autonome care
operează în medii specifice, lucrarea de faţă prezintă în şase capitole contribuţii şi metode
dezvoltate şi aplicate în scopul îmbunătăţirii navigaţiei autonome.
Primul capitol al tezei prezintă un stadiu actual al tehnologiei utilizate în domeniul de
navigaţie a vehiculelor autonome din industrie. Un studiu de piaţă este realizat în scopul de a
evidenţia importanţa şi aplicabilitatea vehiculelor autonome în industria de fabricaţie a
componentelor auto. Un top al produselor actuale punctează importanţa dezvoltării produselor
inteligente, categorie din care fac parte şi vehiculele autonome. Câteva date statistice
evidenţiază evoluţia crescândă a produselor de acest gen.
În ceea ce priveşte direcţia de cercetare şi dezvoltare a domeniului de inginerie
industrială şi a vehiculelor de manipulare în sistemele de fabricaţie şi nu numai, a fost realizat
paralel cu studiul bibliografic un conspect al literaturii din domeniu şi al publicațiilor de
specialitate, urmărind în special perioada ianuarie 2010 – iunie 2011. În acestea sunt
prezentate diferite concepte, prototipuri şi trenduri în domeniu confirmând abordarea unei
tematici de top în ceea ce priveşte actualitatea direcţiei de cercetare.
În al doilea subcapitol este realizată o prezentare a evoluţiei istorice a mijloacelor de
transport din industrie. Cele mai importante sisteme de vehicule automate sunt prezentate întrun
studiu critic descriind principiile lor de funcţionare şi limitarea domeniilor de aplicaţie, cât
şi a strategiilor de operare.
Capitolul doi conţine informaţii despre infrastructura vehiculelor autonome nonholonomice
cu tracţiune integrală. Un prototip al unui vehicul la scară (1:8) este realizat în
scopul de a integra tehnologia necesară cercetării, dezvoltării şi testării algoritmilor de
navigaţie. Infrastructura integrează senzori de proximitate diferiţi în scopul acoperirii unui
domeniu larg de detecţie şi al maximizării eficienţei în implementare prin eliminarea
senzorilor din infrastructura unui sistem de fabricaţie, oferind independenţă şi robusteţe în
operare. Un concept de comunicaţie paralelă a două unităţi de procesare şi de comandă şi
control, cât şi de monitorizare a activităţii vehiculului este dezvoltat în scopul unei utilizări
optime a resurselor, care să ofere posibilitatea testării aplicaţilor în timp real.
În capitolul trei este analizat conceptul de cartografiere şi localizare simultană a
vehiculelor autonome (SLAM). Conform cercetătorilor, acest concept reprezintă problema
„oului şi a găinii” în domeniul tehnicii de navigaţie. Prin realizarea unei simulări software în
care sunt modelate atât funcţiile senzorilor şi dezvoltaţi algoritmi de navigaţie se obţin date
relevante pentru implementarea descrisă în capitolul de aplicaţii. O limitare a sistemului este
realizată prin utilizarea platformei de programare Matlab Embedded.
Capitolul prezintă modular fiecare componentă a simulării cu informaţii despre
algoritmii implementaţi.
O abordare a realizării unei hărţi virtuale prin extragerea de particularităţi (featurebased)
asemănătoare celor descrise în [21] este realizată cu ajutorul unui algoritm propriu de
reducere a datelor având la bază algoritmul de evoluţie discretă a contururilor DCE [53].
O serie de fenomene specifice cum sunt, de exemplu, cel de ocluzionare a obiectelor în
timpul scanării mediului sau a comparaţiei traiectoriei de deplasare de parcurs şi parcursă sunt
particularizate şi analizate, iar ulterior este prezentată o soluţie implementată a acestora.
Stabilirea traiectoriei vehiculului reprezintă o problema tratată la nivel macro. În acest sens
4